Картографическая проекция и ее виды

Материал страницы переработан и перенесен на страницу "Катографическая проекция" [[1]]

Обоснование выбора темы параграфа

Для своей работы мы выбрали тему «Картографические проекции». В настоящее время в учебниках географии данная тема практически не рассматривается, сведения о различных картографических проекциях можно увидеть только в атласе 6 класса. Мы считаем, что учащимся будет интересно знать, по каким принципам выбираются и строятся различные проекции географических карт. Вопросы о картографических проекциях часто затрагиваются в олимпиадных заданиях. Встречаются они и на ЕГЭ. Кроме того, карты атласов, как правило, построены в разных проекциях, что вызывает вопросы у учащихся.Картографическая проекция является основой для построения карт. Тем самым, знание основных принципов построения картографических проекций пригодится учащимся при выборе профессий летчика, моряка, геолога. В связи с этим, мы считаем целесообразным включить данный материал в учебник географии. Поскольку на уровне 6 класса математическая подготовка учащихся еще не такая сильная, на наш взгляд, имеет смысл изучать данную тему в начале 7го класса в разделе «Общие особенности природы Земли» при рассмотрении материала об источниках географической информации.

Картографические проекции

Географическую карту невозможно представить себе без системы параллелей и меридиан, формирующих её градусную сеть. Именно они позволяют нам точно определить местоположение объектов, именно по ним определяются стороны горизонта на карте. Даже расстояния по карте возможно вычислить с помощью градусной сети. Если посмотреть на карты в атласе, можно заметить, что градусная сеть на разных картах выглядит по-разному. На одних картах параллели и меридианы пересекаются под прямым углом и представляют собой сетку из параллельных и перпендикулярных прямых. На других картах меридианы веером расходятся из одной тоски, а параллели представлены в виде дуг. На карте Антарктиды меридианы похожи на снежинку, а параллели отходят от центра концентрическими кругами.

СОЗДАНИЕ КАРТ

Созданием картографических произведений занимается раздел картографии картоведение. Создание карт выполняется с помощью картографических проекций — способа перехода от реальной, геометрически сложной земной поверхности к плоскости карты. Для этого сначала переходят к математически правильной фигурe эллипсоида или пули, а затем проектируют изображение на плоскость с помощью математических зависимостей.

Виды проекций

Картографи́ческая прое́кция — математически определенный способ отображения поверхности эллипсоида на плоскости. Принятая при данной картографической проекции система изображения сети меридианов и параллелей называется картографической сеткой. Проекции (по характеру искажений) бывают равноугольными, равновеликими и произвольными.

На равноугольных проекциях углы на местности между какими-либо направлениями равны углам на карте между теми же направлениями, то есть они(углы) не имеют искажений. Масштаб зависит только от положения точки и не зависит от направления. Угол на местности всегда равен углу на карте, линия, прямая на местности — прямая на карте. Бесконечно малые фигуры на карте в силу свойства равноугольности будут подобны тем же фигурам на Земле. Но линейные размеры на картах этой проекции будут иметь искажения.

На равновеликих проекциях не искажаются площади, сохраняется их пропорциональность. Но сильно искажены углы и формы.

На произвольных проекциях искажены и углы, и площади, не сохранятся подобие фигур, но имеют какие-либо специальные свойства, не присущие дугим проекциям, поэтому они наиболее употребляемые.

По способу построения картографической нормальной(картографическая сетка для каждого класса проекций, изображение меридианов и параллелей которой имеет наиболее простой вид) сетки все проекции делятся на конические, цилиндрические, условные, азимутальные, и др.

На конических проекциях проектирование координатных линий Земли производится по одному из законов на внутреннюю поверхность конуса(секущего или описанного). После этого, конус разрезается по образующей и его разворачивают на плоскость. Чтобы получить нормальную прямую коническую сетку, важно, чтобы соблюдалось совпадение оси конуса с осью земли. Параллели изображаются дугами окружностей, мередианы - прямыми линиями, исходящими из одной точки. Конические проекции применяются для географических карт и бывают равноугольными, равновеликими и произвольными.

На цилиндрических проекциях получение нормальной сетки осуществляется так: проектирование кординатных линий Земли производится по одному из законов на боковую поверхность цилиндра(касательного или секущего), у которого ось совпадает с земной осью. Затем его развертывают по образующей на плоскость. Сетка получают из взаимно перпендикулярных прямых линий параллелей и меридианов.

Условные проекции строятся по каким-либо заранее поставленным условиям. Эту категории нельзя отнести к другим видам проекции. Их число неограниченно.

На азимутальных проекциях для получения нормальной сетки проектируют координатные линии Земли на плоскость, касательную к полюсу Земли. Этот вид проекции зависит от того, какими радиусами проводятся параллели, которые имеют вид концентрических окружностей с центром в полюсе. Мередианы, в свою очередь, имеют вид радиальных прямых, которые исходят из центральной точки проекции.

Карты создаются либо непосредственно в результате топографических съемок местности, либо на основе других карт, то есть, в конечном счете, опять-таки в результате съемки. В настоящее время, подавляющее большинство топографических карт создастся с помощью метода аэрофотосъемки, который позволяет в короткий срок получить топографическую карту огромной территории. С летящего самолета с помощью особых фотографических аппаратов делается много снимков (аэрофотоснимки) местности. Потом эти аэрофотоснимки обрабатывают на специальных приборах. Таким образом, прежде чем стать картой, серия аэрофотоснимков проходит в производстве длинный и сложный путь.

На аэрофотоснимках отображается множество деталей земной поверхности, из которых далеко не все включаются в содержание топографических карт. Поэтому фотоснимки тщательно изучают и выделяют на них населенные пункты, различные дороги, реки, озера, леса и другие объекты. Процесс изучения аэрофотоснимков называется топографическим дешифрированием аэрофотоснимков. Таким путем получают контурную часть создаваемой карты.

Но как быть с рельефом? Ведь на аэрофотоснимке не обозначено непосредственно положение горизонталей. Для изображения рельефа земной поверхности с помощью аэрофотоснимков существует два метода съемки: контурно-комбинированный и стереотопографический. При первом методе на аэрофотоснимках изображают рельеф горизонталями. Для этого в полевых условиях, то есть непосредственно на местности, при помощи особых геодезических приборов — мензулы и кипрегеля — определяют высоты важнейших точек поверхности и затем на аэрофотоснимки наносят положение горизонталей.

Для сокращения объема трудоемких наземных работ в поле и повышения их качества применяется метод стереотопографической съемки. Он основывается на том, что два соседних аэрофотоснимка, сделанные с движущегося самолета, частично перекрываются один другим, таким образом на каждом из них частично изображается один и тот же участок местности. Поэтому, если такие снимки рассматривать в стереоскоп, то можно увидеть стереоскопическое – рельефное – изображение снятой местности – стереоскопическую модель. Ученые разработали способы определения высоты точек местности по стереоскопической модели и сконструировали для этого специальные приборы. Создание топографических карт этим методом называется стереотопографической съемкой.

Все мелкомасштабные общегеографические и специальные карты (в том числе и электронные GPS карты) создаются на основе других карт, только более крупного масштаба.